Siglec-5作为新受体介导内皮细胞oxLDL转胞吞作用促进动脉粥样硬化

Siglec-5 as a novel receptor mediates endothelial cells oxLDL transcytosis to promote atherosclerosis

作者信息Xiong Jia, Xiangli Bai, Zhiqiang Yin, Qijun Zheng, Yin Zhao, Yajing Lu, Yan Shu, Yayu Wang, Yifei Zhang, Si Jin
PMID39341359
发布时间2024-12
DOI10.1016/j.trsl.2024.09.003

实验完整度

包含体外细胞模型(HUVECs、HAECs、THP-1巨噬细胞)、体内小鼠模型(C57BL/6和Apoe−/−)及患者样本,并进行了功能验证(敲低/过表达)和机制验证(相互作用、转胞吞)。

主要模型

HUVECs(人脐静脉内皮细胞) THP-1来源的巨噬细胞 C57BL/6小鼠(rAAV9-Siglec-5过表达) Apoe−/−小鼠(rAAV9-Siglec-5过表达)

重点核对

HUVECs和HAECs中转染Siglec-5 siRNA(35 nmol/L, 72h)敲低效率 HUVECs和THP-1巨噬细胞中过表达Flag-Siglec-5质粒(1 µg, 24h)效果 抗Siglec-5抗体和可溶性Siglec-5蛋白的处理浓度(10 µg/mL, 24h) 体内实验中rAAV9-GFP-Siglec-5-Flag注射剂量(5×10^11 vg/只,尾静脉注射) C57BL/6和Apoe−/−小鼠的品系、性别(雄性)、年龄(5周龄)及高脂饮食周期(14周)

摘要

背景 内皮下氧化低密度脂蛋白(oxLDL)的过度滞留及随后巨噬细胞对oxLDL的吞噬导致泡沫细胞形成和动脉粥样硬化的发展。我们先前的研究表明,血浆唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素5(Siglec-5)水平是糖尿病患者动脉粥样硬化预后的新型生物标志物。然而,Siglec-5在动脉粥样硬化中的作用和潜在机制尚未阐明。方法 通过荧光共定位和免疫共沉淀检测oxLDL与Siglec-5之间的相互作用。在内皮细胞和巨噬细胞中检测oxLDL对Siglec-5表达的影响,并研究Siglec-5对oxLDL转胞吞和摄取的影响。使用重组腺相关病毒载体血清型9(rAAV9-Siglec-5)在小鼠中过表达Siglec-5,以评估Siglec-5对oxLDL摄取和体内动脉粥样硬化形成的影响。此外,在体内和体外研究了抗Siglec-5抗体和可溶性Siglec-5蛋白对oxLDL转胞吞和摄取的影响及其在动脉粥样硬化形成中的作用。结果 我们发现oxLDL与Siglec-5相互作用,且oxLDL刺激Siglec-5的表达。Siglec-5促进oxLDL的转胞吞和摄取,而抗Siglec-5抗体和可溶性Siglec-5蛋白均减弱了oxLDL的转胞吞和摄取。有趣的是,通过重组腺相关病毒载体血清型9(rAAV9-Siglec-5)过表达Siglec-5促进了C57BL/6小鼠主动脉中oxLDL的滞留。此外,Siglec-5的过表达显著加速了Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化病变的形成。此外,抗Siglec-5抗体和可溶性Siglec-5蛋白均显著减轻了rAAV9-Siglec-5转染的C57BL/6小鼠主动脉中oxLDL的滞留以及rAAV9-Siglec-5转染的Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化斑块的形成。结论 我们的结果表明Siglec-5是一种介导oxLDL转胞吞并促进泡沫细胞形成的新型受体。抑制oxLDL与Siglec-5相互作用的干预措施,包括抗Siglec-5抗体或可溶性Siglec-5蛋白治疗,可能为治疗动脉粥样硬化提供新的治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Siglec-5在动脉粥样硬化中是否作为oxLDL的受体介导其跨内皮转胞吞并促进泡沫细胞形成?
核心机制
oxLDL与Siglec-5结合并上调其表达,Siglec-5作为受体介导oxLDL跨内皮转胞吞和巨噬细胞摄取,促进oxLDL内皮下滞留和泡沫细胞形成,加速动脉粥样硬化。
主要证据
体外实验中,Siglec-5敲低或过表达调节oxLDL转胞吞和摄取;体内实验中,rAAV9-Siglec-5过表达增加oxLDL主动脉滞留和动脉粥样硬化病变,而抗Siglec-5抗体或可溶性Siglec-5蛋白逆转这些效应。
研究意义
研究表明Siglec-5是动脉粥样硬化的潜在治疗靶点,抑制oxLDL与Siglec-5相互作用的干预策略可能提供新的治疗方法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立oxLDL转胞吞体外模型

评估oxLDL跨内皮单层转胞吞的量效关系和时间依赖性。

HUVECs培养于transwell小室,用FITC标记的oxLDL(10, 25, 50 µg/mL)处理3和12小时,测量总转运和旁细胞转运,计算转胞吞量。

2

验证oxLDL与Siglec-5的相互作用

确定Siglec-5是否为oxLDL的受体,并定位其在细胞表面的表达。

通过共聚焦显微镜观察GFP-Siglec-5与DiI-oxLDL的共定位,通过免疫共沉淀检测Flag-Siglec-5与oxLDL的结合,并通过膜组分分离确认Siglec-5的膜定位。

3

检测oxLDL对Siglec-5表达的影响

探究oxLDL是否调控Siglec-5的表达。

将HUVECs和THP-1来源的巨噬细胞暴露于不同浓度oxLDL(0, 25, 50, 100 µg/mL)24小时,通过qPCR和Western blot检测Siglec-5的mRNA和蛋白水平。

4

基因敲低和过表达研究Siglec-5功能

确定Siglec-5对oxLDL转胞吞和摄取的必要性和充分性。

用Siglec-5 siRNA或对照siRNA转染HUVECs和THP-1巨噬细胞,或用Flag-Siglec-5质粒过表达,随后评估oxLDL转胞吞和摄取。

5

抗体和可溶性蛋白阻断实验

验证阻断Siglec-5与oxLDL相互作用对转胞吞和摄取的影响。

用抗Siglec-5抗体或可溶性Siglec-5蛋白(10 µg/mL)预处理HUVECs和THP-1巨噬细胞24小时,然后评估oxLDL转胞吞和摄取。

6

体内过表达Siglec-5及干预实验

评估Siglec-5在体内对oxLDL滞留和动脉粥样硬化形成的影响。

将rAAV9-GFP-Siglec-5-Flag或rAAV9-GFP注射到C57BL/6和Apoe−/−小鼠,随后给予抗Siglec-5抗体或可溶性Siglec-5蛋白(0.8 mg/kg/2w),检测oxLDL主动脉滞留(IVIS)和动脉粥样硬化病变面积(油红O染色)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
内皮细胞培养基ScienCell1001
胎牛血清ScienCell2500
内皮细胞生长添加物ScienCell1052
RPMI 1640培养基----
异硫氰酸荧光素Sigma-Aldrich46950
氧化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-002
DiI标记的氧化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-0010
低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-001
高密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-003
极低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-009
乙酰化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-004
抗Siglec-5抗体(人Siglec-5/CD170抗体)R&D systemMAB1072
可溶性Siglec-5(重组人Siglec-5 Fc嵌合蛋白)R&D system1072-SL
人可溶性重组PSGL1R&D system3345-PS
兔IgGAbcamab172730
小鼠IgGCell Signaling Technology#5415
CD31多克隆抗体Proteintech28083-1-AP
rAAV9-GFP和rAAV9-GFP-Siglec-5-FlagVigene Biosciences--
HiPerFect转染试剂Qiagen301705
Effectene转染试剂Qiagen301427
TRIzol试剂Invitrogen--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Scientific--
SYBR Green qPCR试剂盒TOYOBO--
小鼠血清oxLDL ELISA试剂盒Abbexaabx254756
血清甘油三酯测定试剂盒SigmaTR0100
胆固醇试剂Raichem80015
EnzyChrom AF LDL检测试剂盒BioAssay SystemsE2HL-100
抗Siglec-5抗体(用于免疫荧光)Abcamab307846
Alexa Fluor-cy3标记的山羊抗兔抗体ProteintechSA00006-2
DAPIBeyotime--
RIPA裂解液Beyotime Institute of BiotechnologyP0031
蛋白酶抑制剂混合物Roche049693132001
BCA蛋白测定试剂盒BeyotimeP0012S
抗Siglec-5抗体(用于WB)Abcamab97426
抗Na+/K+-ATPaseAbclonalA11683
抗FlagAbclonalAE063
抗ZO-1Abcamab190085
抗CD36Abcamab133625
抗SR-ASant Cruzsc-166184
抗Lamin BProteintech66095-1-Ig
抗β-actinProteintech10230-1-AP
HRP标记的二抗Beyotime BiotechnologyA0208
HRP标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
免疫沉淀细胞裂解液BeyotimeP0031
抗oxLDL抗体Absinabs123672
抗LDL抗体Absinabs124043
Pierce蛋白A/G琼脂糖Thermo Fisher Scientific20421
96孔ELISA板Corning Costar9018
洗涤缓冲液ElabscienceE-ELIR-004
封闭缓冲液ElabscienceE-ELIR-003
生物素标记的多克隆抗oxLDL抗体Biossbs-1698R-Biotin
生物素标记的多克隆抗PSGL1抗体Biossbs-10253R-Biotin
TMB底物ElabscienceE-IR-R201
Opti-MEM培养基Gibco31985-070
Transwell小室Costar3470
磷酸盐缓冲液Thermo Fisher Scientific10010031
12孔板Roche Diagnostics Corporation513
Mindray Bricyte E6流式细胞仪Mindray--
荧光分光光度计PerkinElmerEnSpire
人主动脉内皮细胞Shanghai Zhong Qiao Xin Zhou BiotechnologyZQY001
THP-1细胞Shanghai Zhong Qiao Xin Zhou BiotechnologyZQ0086
完全培养基Shanghai Zhong Qiao Xin Zhou BiotechnologyZMY001
核、细胞膜和细胞质提取试剂盒BestBioBB-31043
IVIS Spectrum活体成像系统----
低温恒温器LeicaCM1900
共聚焦激光扫描显微镜OlympusFV3000
电阻计Millipore--
CCK-8试验----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
HUVECs培养条件(EC培养基、FBS、生长因子、抗生素)
阅读提示:Methods: Primary cultures of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs)
oxLDL转胞吞实验
FITC-oxLDL浓度(10、25、50 µg/mL)、处理时间(3h/12h)、transwell膜规格
阅读提示:Results: Determination of oxLDL transcytosis across HUVECs; Figure 1 legend
基因敲低
Siglec-5 siRNA序列、转染浓度(35 nmol/L)和处理时间(72h)
阅读提示:Methods: Small interfering RNA (siRNA) transfection; Supplementary Fig. 3
基因过表达
Flag-Siglec-5质粒转染浓度(1 µg)和处理时间(24h)
阅读提示:Methods: Plasmid transfection; Results: Siglec-5 overexpression
抗体/蛋白干预
抗Siglec-5抗体或可溶性Siglec-5蛋白浓度(10 µg/mL)和处理时间(24h)
阅读提示:Methods: Reagents; Results: Both Anti-Siglec-5 antibody...
体内实验(C57BL/6)
rAAV9-Siglec-5-Flag注射剂量(5×10^11 vg/只)、尾静脉注射、抗体/蛋白剂量(0.8 mg/kg/2w)
阅读提示:Methods: Aorta oxLDL/LDL retention in vivo; Figure 7 legend
体内实验(Apoe−/−)
高脂饮食时间(14周)、小鼠周龄(5周龄开始)、rAAV9-Siglec-5-Flag注射剂量(5×10^11 vg/只)
阅读提示:Methods: Analysis of atherosclerosis in mice; Figure 8 legend
蛋白表达检测
抗Siglec-5抗体(WB用)货号、内参抗体(β-actin)
阅读提示:Methods: Western blot analyses